[发明专利]一种高强螺栓轴力检测系统

说明书

本发明是一种高强螺栓轴力检测系统，包括待检测的高强度螺栓，所述高强度螺栓中设有预紧的电阻材料，所述电阻材料随高强度螺栓拧紧过程一起被拉长，使得电阻材料的阻值发生变化，所述电阻材料的两端通过导线或无线数据传输方式连接至数据采集器，用于采集电阻材料的电阻数据，所述数据采集器连接处理器，用于将采集的电阻数据传输至处理器中，并由处理器计算得到高强度螺栓的轴力。本发明系统可以实时监测到预应力的大小，从而为高强度螺栓施工过程提供可靠的施工技术指标，同时也可以对施工的质量进行检测。

技术领域

本发明涉及土木工程技术领域，具体涉及一种高强螺栓轴力检测系统。

背景技术

高强螺栓多用于桥梁、钢轨、高压及超高压设备的钢结构连接节点。在土木工程领域，由于高强度螺栓在某种意义上属于隐蔽工程，长期以来在施工和日常维护过程中要检测其真实轴力是非常困难的，此外高强螺栓经过长期服役后其轴力也会衰减，所以高强螺栓节点的承载力难以得到正确的评估。

本发明提供一种高强螺栓轴力检测系统，来直接测出真实可靠的螺栓轴力数据，从而可以对钢结构螺栓节点的施工和日常维护提供质量评估依据。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的问题，提供一种高强螺栓轴力检测系统。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种高强螺栓轴力检测系统，包括待检测的高强度螺栓，所述高强度螺栓中设有预紧的电阻材料，所述电阻材料随高强度螺栓拧紧过程一起被拉长，使得电阻材料的阻值发生变化，所述电阻材料的两端通过导线或无线数据传输方式连接至数据采集器，用于采集电阻材料的电阻数据，所述数据采集器连接处理器，用于将采集的电阻数据传输至处理器中，并由处理器计算得到高强度螺栓的轴力。

进一步的，所述高强度螺栓中设有贯穿其轴线的内孔道，所述内孔道的两端开口处为锥形孔并且分别位于高强度螺栓的螺帽段头部和螺纹段尾部，所述内孔道两端的锥形孔分别与环状楔形夹片相匹配，所述内孔道的中段为等直圆孔，用于穿入电阻材料，所述环状楔形夹片在内孔道的两端将电阻材料预张拉固定，使得电阻材料在高强度螺栓的内孔道中始终保持张紧状态。

进一步的，所述环状楔形夹片由若干个瓣形结构拼接而成，所述瓣形结构拼接的中心处形成有通孔，便于夹紧电阻材料。

进一步的，所述电阻材料为铜丝。

进一步的，每个所述环状楔形夹片由两个瓣形结构拼接而成。

一种采用权利要求-任一项所述的高强螺栓轴力检测方法，该方法包括以下步骤：

步骤1）将待检测的高强度螺栓，在其螺帽段头部和螺纹段尾部沿着螺栓轴线加工出锥形孔，再次沿着轴线加工贯穿螺栓的等直圆孔，形成内孔道；

步骤2）取铜丝穿过高强度螺栓的内孔道，并拉紧铜丝；

步骤3）用环状楔形夹片插入锥形孔，夹紧铜丝；

步骤4）将铜丝与数据采集器相连，再将数据采集器与处理器相连，计算高强度螺栓的轴力。

进一步的，所述步骤4）中，铜丝初始长度为，半径为，电阻率为，泊松比为，数据采集器采集在测试过程中铜丝在拉伸过程中电阻的大小，根据铜丝泊松比公式和铜丝电阻公式，得到铜丝长度公式：

，

其中，为测量过程中铜丝半径，为测量过程中的铜丝长度，再采用公式，其中为高强度螺栓的弹性模量，得到螺栓的轴力值，其中N为待检测的高强度螺栓的轴力。

本发明的有益效果是:

本发明高强螺栓轴力检测系统，可以实时监测到预应力的大小，从而为高强度螺栓施工过程提供可靠的施工技术指标，同时也可以对施工的质量进行检测。